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Thema: automatische Lüftersteuerung (Gelesen 105127 mal)
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Falzo
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hier gehen ein paar sachen ziemlich durcheinander, vor allem was den begriff hysterese angeht.
Also mit hysterese bezeichnet man ein Schaltfenster, im prinzip verschiebt sich durch rueckkopplung die schaltschwelle ein wenig, je nach aktuellem schaltzustand mal nach oben und mal nach unten.
erster wichtiger punkt: eine solche verschiebung macht nur sinn wenn man eine echte schaltschwelle hat, also einen punkt an dem das Ganze zwischen AN und AUS wechselt. bei der schaltung die mailo verlinkt hat, soll linear geregelt werden, das heisst die luefter fangen bei bspw. 30 Grad langsam zu drehen an und erhöhen mit steigernder temperatur stetig ihre drehzahl. mangels einer schwelle an der richtig geschalten wird kann man hier auch nix mit einer hysterese verschieben.
oder anders ausgedrueckt bei einer normalen beschaltung als komparator kommt auf dem OP hinten entweder volle pulle oder gar nix raus und mit der rueckkopplung aka hysterese verstellt man nur den punkt an dem die umschaltung bzw. rückschaltung erfolgt.
bei der schaltung von qubit gibt man keine direkte schaltschwelle vor sondern vergleicht das ergebnis mit der spannung die man haben will und der op regelt solange bis das ergebnis gleich ist.
ergo wäre die erste Antwort: so eine nachregelung kann man in der schaltung nicht einbauen, da bei 33° die luefter ja eh schon nur mit 5 Volt laufen. wenn sie dies auch mit weniger volt tun, so wird die schaltung bei 30 grad vielleicht noch 3 volt auf die luefter geben oder so, es gibt wie gesagt keinen direkten schaltpunkt.
nun nochmal für movergan zu R3 im obigen beispiel: bei der daemmerungsschaltung haben wir eine feste schaltschwelle und zwar wird diese vorgegeben durch den festen spannungsteiler aus den beiden 100k-widerstaenden und liegt somit bei genau 6 Volt.
so lange jetzt viel licht auf den widerstand fällt ist der widerstand des ldr klein im vergleich zu dem des poti, die spannung aus diesem spannungsteiler duerfte also unter 6 volt liegen. der OP vergleicht die beiden spannungen und gibt ein LOW aus.
wirds nun dunkel steigt der widerstand des ldr und damit auch die spannung aus dem spannungsteiler und sobald sie 6 volt ueberschreitet schaltet der OP um auf HIGH...
soweit war das vermutlich eh klar... aber sicher ist sicher *g* das problem ist nun wenn so ein daemmerungsschalter ne lampe schaltet und die strahlt auch etwas licht richtung des sensors, sinkt der widerstand, die spannung geht unter 6 volt und die lampe geht wieder aus, es wird wieder dunkel, etc. ein endloses spiel.
der widerstand R3 macht nun folgendes: im zuerst beschrieben grundzustand mit dem ausgang des OPs auf LOW passiert im prinzip gar nix, die gesamte spannung aus dem spannungsteiler faellt ueber dem widerstand gegen den ausgang ab. der OP hat am ausgang das geringere potenzial, daher gelangt da auch kein strom drumherum oder so. der wird einfach durch den widerstand verbraucht.
das einzig interessante ist, das der widerstand ja quasi parallel zum LDR sitzt! und somit den spannungsteiler ein ganz klein wenig beeinflusst, da der gesamtwiderstand aus LDR und R3 etwas geringer ist (da parallelschaltung) als der vom LDR alleine.
und genau das passiert andersherum, wenn der OP auf HIGH geht, da fliesst nicht wirklich viel strom in dem sinne, aber der R3 sitzt nun plötzlich parallel zum poti (da der OP an seinem anderen ende ja das potential gewechselt hat) und bildet nun einen kleineren gesamtwiderstand aus poti und R3.
im endeffekt verschiebt das ganze die schaltschwellen in beide richtungen durch wechselseitiges parallelschalten des widerstandes, glaube so ist das am einfachsten ausgedrueckt. der wichtigste punkt hierbei ist eben, das der OP direkt von HIGH nach LOW und umgekehrt schaltet, weil er dadurch eben für den hysterese-widerstand das potential wechselt.
was uns zurueck dazu bringt warum das mit einer linearen regelung nicht klappt... da kommt wie oben beschrieben alles moegliche hinten aus dem OP nur kein wechselndes HIGH/LOW
sehr anschaulich eigentlich: http://www.elektronik-kompendi...slt/0311271.htm
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Movergan
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Danke Falzo!!! 
Solch solides Wissen hilft immer weiter.
Also ich klick mir bei reichelt gerade den Warenkorb zusammen und überlege, ob ich ein Poti VOR das Mosfet schalten kann, um daran schon Spannung abfallen zu lassen, die dann nicht mehr dem Lüfter zugute kommt. Da das Mosfet ja grob als Widerstand betrachtet werden kann, kann ich ja ein Poti einfach in Reihe schalten und die Leistung sollte das Poti an der Stelle auch abkönnen. Wenn das geht, wie groß müsste ich das dann wählen? Ich würde ja auf ca. 50 Ohm tippen. Passt das?
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Falzo
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nein, da das MOSFET mit einer gateSPANNUNG den drainSTROM regelt (o-ton olaf ;-)) nutzt dir ein 'vorwiderstand' am gate nix. das Gate braucht nahezu keinen strom nur spannung.
zum steuern musst du den poti also als spannungsteiler vor das gate schalten, was dich zu den normalen transistorsteuerungen bringt, hier ist das ja so gemacht (siehe das tut zur transistorsteuerung von DH2MR)
der unterschied bei der verwendung von transistor oder feldeffekt-transistor ist hierbei relativ gering und hat was mit drop und ansteuerspannung etc. zu tun, das prinzip bleibt das gleiche.
deine naechste idee ist vermutlich auf einer seite des spannungsteilers einen ntc einzusetzen, da der ja auch einen veränderbaren widerstand darstellt. das bringt uns zum grundproblem aller hier im forum angedeuteten und gewuenschten temp-regelungen. der ntc aendert seinen widerstand in abhaengigkeit von der temperatur zwar, aber bei weiten nicht so stark, wie wenn man beispielsweise an einem poti dreht.
im vergleich sinkt der widerstand eines ntc mit 10k bei 25 grad auf vielleicht 6k bei 40 grad (dafuer gibt es im datenblatt kennlinien), an einem poti würde man aber komplett bis auf masse drehen können, der widerstand wuerde also gegen 0 gehen...
mit anderen worten: die spannungsaenderung am spannungsteiler ist zu gering um einen transistor oder ein FET auf direkt anzusteuern und dann ein brauchbares ergebnis zu erhalten. daher musst du das bisschen spannungsaenderung als differenz messen und verstärken, stichwort OP als differenzverstärker.
nichts anderes macht zB die schaltung von qubit die mailo verlinkt hat. am einfachsten wär vielleicht du schaust dir das nochmal an und rechnest da fuer deine werte (50-60 Grad) die widerstände aus, das sollte ganz gut funktionieren und deinem urspruenglichen vorhaben am nächsten kommen.
PS: alternativ habe ich dich falsch verstanden und du meinst das poti als vorwiderstand in reihe zum lüfter. davon kann wie immer nur abgeraten werden, da in einer reiehnschaltung ueberall der gleiche strom fliesst, bleibt das mit der belastbarkeit genauso kritisch, als wenn du da nix mit MOSFET steuerst etc.
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« Letzte Änderung: Dezember 4, 2004, 10:03:40 von Falzo »
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Movergan
Lötkolbenfreak
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@ Mailo: Na das ist doch das gleiche, was ich brauche, nur für kleinere Temps. Du kannst die Schaltung einfach wie hier besprochen benutzen und ersetzt den 1 MOhm-Widerstand besser durch einen Trimmer. Dann kannst du damit das Hysterese-Verhalten einstellen. Mit dem anderen Trimmer/Poti kannst du das Einschaltverhalten an deine Temps anpassen.
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Movergan
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na auf der ersten Seite dieses Topics ist ein Schaltbild eines Dämmerungsschalters. Der Lichtempfindliche Widerstand kann durch einen temp.empfindlichen ersetzt werden (lesen!). Der R3-Widerstand in der Schaltung ist für die Hysterese verantwortlich und mit 1000kOhm (oder auch 1MOhm) angegeben.
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Movergan
Lötkolbenfreak
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@Mailo: Nee, der R3 sollte 1000kOhm (= 1MOhm) haben. Meines Erachtens kannst du dann durch verkleinerung des R3 einen größeren Hysterese-Bereich erreichen. Lies doch mal das ganze Topic. Am Anfang steht, dass du den LDR gegen einen NTC austauschen kannst, der NTC sollte aber etwa halb so groß sein wie P1. Wie du das auf deine Platine bekommst ist doch keine ernstgemeinte Frage, oder? Kauf dir am besten eine Lochrasterplatine und etwas Silberdraht und dann brauchst du das doch nur vom Schaltbild übernehmen. Dann verlegst du die Leitungen möglichst so, dass du wenig überschneidungen hast. Man kann oft die Leitungen unter anderen Bauteilen durchlegen.
@Alle:
Gut, ich weiß nicht, ob Falzo mich richtig verstanden hat. Ich hab das mal in ein Schaltbild gepackt und auch schonmal alle anderen Änderungen übernommen. Das Mosfet regelt doch die Spannung abhängig von der Eingangsspannung an der Basis, oder? Wie ein normaler Transistor. Daher kann ich doch mit dem Poti R4 die Spannung etwas abfallen lassen, damit der Lüfter langsamer läuft. Mit dem Komparator hat das ja nichts zu tun. Meine Frage ist nur, wie groß ich R4 wählen muss.
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« Letzte Änderung: Dezember 4, 2004, 14:52:42 von Movergan »
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Mailo
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Sorry das ich mich hier ein bisschen blöd anstelle. Hab jetzt mal richtig gelesen.
Also, mit P1 lege ich den Einschaltpunkt fest und mit R3 bzw. P3 lege ich das Hystereseverhalten fest. Richtig?
Wenn ich also sage, mein Lüfter soll bei 33°C einschalten, lege ich das mit P1 fest.
Dann soll er runterkühlen auf z.B. 25°C und dann wieder aus gehen. Das lege ich dann mit P3 fest.
Das war jetzt nochmal zum Verständnis.
Diese Schaltung funktioniert dann aber nicht mehr linear, oder? Das heisst umso wärmer es wird desto schneller dreht sich der Lüfter.
Der NTC muss aber unbedingt einen Wert von 10K haben. Wäre es dann auch möglich für P1, anstatt ein 100K Poti, ein 22 K Poti zu nehmen? Bleibt die Funktion der Schaltung dadurch trotzdem erhalten?
Danke
Mailo
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Movergan
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@Mailo: Deine Aussagen zu P1 und R3 sind richtig. Allerdings stellst du mit R3 nicht die Temperatur ein, sondern sozusagen die Differenz zur Einschalttemperatur. Kommt aber auf das gleiche heraus. Also du stellst ein, ob er 2°C, 3°C, ... unter der Einschalttemp wieder abschaltet.
Diese Schaltung SCHALTET DEN FAN NUR EIN UND AUS. Das wurde hier auch schon geschrieben. Du kannst damit den Fan nicht unterschiedlich schnell steuern.
Du kannst ein Poti mit 22k nehmen und einen NTC mit 10k. Das würde die Funktion der Schaltung nicht verändern.
Ich hab ja versucht, den R4 einzubauen, um damit eine feste Geschwindigkeit für den FAN einzustellen. In der Praxis ist es nicht sinnvoll, den FAN mit 12V zu betreiben. Meine Schaltung ist aber bisher nur eine Behauptung. Ich weiß nicht ob das so funktioniert und hoffe, dass Falzo oder Crawler mir nochmal was dazu sagen können.
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« Letzte Änderung: Dezember 4, 2004, 16:07:37 von Movergan »
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Mailo
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Ja super.
Danke für deine Hilfe. 
Jetzt habe ich nur noch einen Punkt. Wird auch der letzte sein.
So wie ich das jetzt verstanden habe, läuft der Lüfter jetzt nur auf 6 V wenn der OP
durchschaltet. Habe ich das jetzt richtig Verstanden?
Wenn ja, kann man die Lüfterspannung auch ändern? Durch Verändern der Widerstände etwa. Ist jetzt nur eine Verständnissfrage. Wenn´s nicht so gut klappt, ist das auch nicht schlimm, weil 6V reichen vollkommen.
EDIT:
Oh, dein Edit habe zu Spät gesehen. Wenn ich das aber jetzt richtig deute, wird der Lüfter doch nicht mit 6V angesteuert, sondern mit 12V. Deswegen hast du R4 eingebaut, oder?
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« Letzte Änderung: Dezember 4, 2004, 16:21:19 von Mailo »
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Movergan
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hey, das ist kein problem, dass du Fragen stellst und du musst dich auch nicht dafür entschuldigen.
Die Schaltung von Seite 1 würde 12V am Ende ausgeben. Wie aber da beschrieben ist, musst du noch einen Treiber dahinter bauen, weil die Schaltung nicht die Leistung zur Verfügung stellt, die der Lüfter benötigt. Dafür wurde dort ein Mosfet oder ein Relais empfohlen. Ich hab in meiner Schaltung hier ein Mosfet eingebaut.
Weil ich halt auch keine 12V haben wollte, hab ich diesen R4 eingebaut, um damit eine kleinere Spannung einstellen zu können. Ich weiß nur nicht, ob das so funktioniert und wie groß ich den dimensionieren muss. Bin auch nur ein Laie.
Also bau das Ding jetzt nicht einfach nach, das funktioniert nicht unbedingt.
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« Letzte Änderung: Dezember 4, 2004, 16:27:26 von Movergan »
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Mailo
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Ok
Mit 12 V wollte ich die Lüfter bzw. den Lüfter auch nicht laufen lassen. Darum ist deine Idee mit dem Widerstand, oder auch Poti, garnicht so schlecht. Das wird auch funktionieren. Nur wie Gross der Wert sein muss, weiss ich auch nicht. Mir fehlt die Angabe des Stroms der dort fließt. Wenn ich den hätte könnte man den Widerstand ganz einfach mit der Formel R = U / I ausrechnen.
Für U musst du jetzt aber was beachten. Dort werden dann nicht die 12 V eingetragen. Sagen wir mal, du möchtest den Lüfter nur noch mit 7V laufen lassen.
Dann musst du von den 12V, 7V abziehen. Das heisst jetzt, du musst für die Widerstandsberechnung 5 V eintragen. So rechnet man zum Beispiel auch den Vorwiderstand für eine LED aus.
Nur, wie hoch ist der Strom I ?
Ich mach mich mal eben ein wenig Schlau.
Mailo
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Falzo
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ich hab 2 sachen zu ergänzen:
erstens muss entweder ein PTC verwendung finden, das war oben mein Fehler... oder wenns ein NTC sein soll müssen in movergans letztem schaltbild P1 und der NTC ihre plätze im spannungsteiler tauschen.
das liegt einfach daran, das der LDR ja einen höheren widerstand hat je dunkler es wird und genauso ein PTC einen höheren widerstand hat je wärmer es wird, bei einem NTC ist das gerade andersrum...
zweitens zu dem trimmer als vorwiderstand ist zu sagen, das das eben _nicht_ so funktioniert, weil der MOSFET praktisch stromlos angesteuert wird und wenn ueber den widerstand kein strom fliesst, faellt da auch keine spannung ab!
dieser trimmer muss also vom ausgang des OP als spannungsteiler gegen masse geschaltet werden und der abgriff kommt dann ans Gate, so kann man die ausgangsspannung des OP anpassen.
Zu berücksichtigen wäre noch das ein N-Channel-MOSFET in der gezeigten Beschaltung eh schon reichlich dropout hat, also vermutlich am luefter sowieso nur 8-9 Volt ankommen - was eurem verlangen ja entgegenkommt, den rest stellt man dann mit dem spannungsteiler vorm Gate nach.
PS: der Gatestrom liegt vermutlich so um 20µA, die ausgangsspanung des OP aber max bei so 11 Volt da der ja auch nen ordentlichen dropout hat, du kämst also rein theoretisch auf werte um 200 MOhm, ohne garantie, das das wirklich so gut funktioniert, wie du das wuenscht. daher den trimmer als teiler verbauen und fertig!
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« Letzte Änderung: Dezember 4, 2004, 17:05:04 von Falzo »
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(wegen dem 1MOhm Widerstand)
